Kandungan
Tork adalah konsep yang sering digunakan dalam mekanik. Ia dikaitkan dengan objek yang berputar di sekitar paksi tetap - sama ada marmar yang meluncur menuruni bukit atau Bulan di sekitar Bumi. Untuk menghitungnya, anda perlu mencari produk momen inersia objek di sekitar paksi itu dan perubahan halaju sudut, juga dikenali sebagai pecutan sudut. Momen inersia tidak hanya bergantung pada lokasi sumbu, tetapi juga pada bentuk objek. Untuk "roller berputar", kita akan menganggap bahawa itu adalah silinder sempurna dan pusat jisimnya berada di pusat geometri. Selanjutnya, kita akan mengabaikan rintangan udara - seperti dengan banyak masalah fizik, premis ini mengabaikan banyak komplikasi dunia nyata, tetapi mereka perlu untuk mewujudkan masalah yang dapat diselesaikan.
Detik inersia
Langkah 1
Kaji tetapan awal. Momen inersia diberikan oleh formula I = I (0) + mx², di mana I (0) adalah momen inersia di sekitar paksi yang melewati pusat objek dan x adalah jarak dari paksi putaran ke pusat pasta. Perhatikan bahawa jika paksi yang kita analisis melewati jisim, maka istilah kedua dalam persamaan akan hilang.
Untuk silinder, I (0) = (mr²) / 2, dengan r adalah jejari silinder dan m, jisimnya. Jadi, sebagai contoh, jika paksi putaran melewati pusat jisim, kita mempunyai: I = I (0) = (mr²) / 2
Sekiranya paksi putaran berada di tengah jalan hingga hujung, maka: I = I (0) + mx² = (mr²) / 2 + m (r / 2) ² = (3mr²) / 4.
Langkah 2
Cari halaju sudut. Kelajuan sudut ω (omega, huruf Yunani, huruf kecil) adalah ukuran kelajuan putaran dalam radian sesaat. Anda boleh menghitungnya secara langsung dengan menentukan bilangan putaran yang dibuat oleh silinder dalam masa tertentu; atau anda dapat mencari halaju V (jarak / masa) pada mana-mana titik di silinder dan membahagikannya dengan jarak dari titik ke pusat jisim; dalam pendekatan terakhir, ω = v / r.
Langkah 3
Cari pecutan sudut. Tork bergantung pada pecutan sudut α (huruf alfa, huruf Yunani, huruf kecil), yang merupakan variasi dalam perubahan halaju sudut ω; oleh itu, kita perlu mencari perubahan ω untuk jangka masa yang sedang kita pertimbangkan. Jadi, α = Δω / Δt.
Sebagai contoh, jika gulungan beralih dari ω = 6 rad / s ke ω = 0 rad / s dalam tiga saat, maka: α = Δω / Δt = 6/3 = 2 rad / s².
Langkah 4
Hitungkan daya kilas. Tork τ = Iα. Contohnya, jika silinder kita mempunyai jisim 20 g (0,02 kg) dan radius 5 cm (0,05 m), dan berputar di sekitar jejari yang melintasi pusatnya, maka: I = mr² = (0,02) x (0,05) ² = 0,00005 = 5x10 ^ -5 kgm². Dan jika kita menggunakan pecutan sudut dari Langkah 3, maka torknya adalah: τ = Iα = 5x10 ^ -5 x 2 = 0.001 = 1x10 ^ -4 newton-meter.